(19)
(11) EP 0 063 094 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
20.10.1982  Patentblatt  1982/42

(21) Anmeldenummer: 82710016.5

(22) Anmeldetag:  30.03.1982
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)3H04R 7/12, H04R 17/00, H04R 15/00
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE GB IT LI NL SE

(30) Priorität: 01.04.1981 FR 8106511

(71) Anmelder: Klein, Siegfried, Dr.
F-75009 Paris (FR)

(72) Erfinder:
  • Klein, Siegfried, Dr.
    F-75009 Paris (FR)

(74) Vertreter: Bauer, Wulf, Dr. 
Bayenthalgürtel 15
50968 Köln (Marienburg)
50968 Köln (Marienburg) (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Hochtonlautsprecher


    (57) Der Hochtonlautsprecher hat eine bewegbare Membran (1, 2), die über eine Antriebseinheit (4) hin- und herbewegt werden kann. Die Antriebseinheit (4) führt unter der Wirkung eines elektrischen in Schallwellen umzuwandelnden Signals Änderungen ihrer Abmessung in mindestens zwei, entgegengesetzten Richtungen (F, G) aus. Die Membran (1, 2) ist aus zwei formsteifen, halbkugelschalenförmigen Membranen (1 und 2) gebildet, die miteinander über einen elastischen Ring (3) verbunden sind und eine pulsierende, geschlossene Kugel bilden. Die Antriebseinheit (4) befindet sich innerhalb der so gebildeten Kugel und ist mit den beiden Membranen (1, 2) verbunden, so daß die von ihr ausgehenden Kräfte auf die beiden Membranen (1, 2), und zwar in rechtwinklig zur Verbindungsebene der beiden Membranen (1,2) verlaufenden Richtungen, geleitet werden. Eine Einrichtung für den Ausgleich des atmosphärischen Drucks innerhalb und außerhalb des geschlossenen, kugelförmigen Körpers ist vorgesehen. Anstelle der Verbindung der Membranen (1, 2) über einen Ring (3) ist es auch möglich, die Membranen (1, 2) berührungslos über eine Labyrinthdichtung ineinander übergehen zu lassen.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochtonlautsprecher mit einer bewegbaren Membran und mit einer, mit dieser Membran verbundenen Antriebseinheit, die unter der Wirkung eines angelegten elektrischen, in Schallwellen umzuwandelnden Signals ihre Abmessungen entlang mindestens zweier, entgegengesetzter Richtungen ändert. Hochtonlautsprecher werden auch als "Tweeter" bezeichnet.

    [0002] Bei dem Hochtonlautsprecher der eingangs genannten Art hat die Membran üblicherweise die Form einer Halbkugelschale, der Lautsprecher wird dann Kalottenlautsprecher genannt. Es sind auch Hochtonlautsprecher mit anderen Membranformen, beispielsweise trichterförmigen Membranen, bekannt. Alle diese bekannten Hochtonlautsprecher strahlen in eine bevorzugte Richtung ab. Dadurch ist für einen guten stereophonen oder quadrophonen Höreindruck ein Ausrichten der bekannten Lautsprecher dergesalt notwendig, daß die von ihnen abgesanten Schallwellen in einem-Punkt oder einem Hörbereich zusammenlaufen. Der Hörer muß sich in diesem Konvergenzbereich befinden. Dies führt einerseits zu Nachteilen hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Lautsprecher, der Zusammenstellung mit anderen Lautsprechern, insbesondere Tieftönern und zu einer Begrenzung der Anzahl der Zuhörer, die sich gleichzeitig im bevorzugten Hörbereich befinden können. Weiterhin ist es üblich, daß die bekannten Hochtonlautsprecher in speziellen Gehäusen, häufig in Boxen untergebracht werden, derartige Anordnungen erhöhen den Preis für Wiedergabegeräte und haben einen hohen Platzbedarf.

    [0003] Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Hochtonlautsprecher zu vermeiden und einen Hochtonlautsprecher der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß seine Abstrahlung im wesentlichen in alle Richtungen erfolgt, wodurch ein spezielles Ausrichten nicht mehr erforderlich ist, daß er einfach hergestellt werden kann, eine gute Tonqualität aufweist und wenig Raum beansprucht.

    [0004] Diese Aufgabe wird bei einem Hochtonlautsprecher der eingangs genannten Art dadurch gelöst,

    - daß die Membran von zwei formsteifen und im wesentlichen halbkugelschalenförmigen Membranen gebildet ist, die miteinander über einen elastischen Ring zu einem geschlossenen, volumenveränderlichen Körper von im wesentlichen Kugelform verbunden sind,

    - daß sich die Antriebseinheit innerhalb dieses Körpers befindet und fest mit jeder Membran verbunden ist, so daß die von der Antriebseinheit ausgehenden Antriebskräfte auf rechtwinklig zur Verbindungsebene der beiden Membranen verlaufenden Richtungen an den Membranen angreifen und

    - daß eine Einrichtung für den Ausgleich des atmosphärischen Drucks innerhalb und außerhalb des geschlossenen Körpers vorgesehen ist.



    [0005] Dieser Hochtonlautsprecher verhält sich bei Anlegen eines elektrischen Signals wie eine pulsierende oder atmende Kugel, die die Schallwellen praktisch gleichmäßig in alle Richtungen abstrahlt. Es ist deshalb nicht mehr notwendig, daß sich ein Zuhörer im bevorzugten Abstrahlbereich der Schallwellen befindet, noch ist ein Ausrichten des Lautsprechers entsprechend den örtlichen Gegebenheiten notwendig. Die Abstrahlung ohne Vorzugsrichtung.hat auch den Vorteil, daß für einen Zuhörer die hohen Töne im Vergleich zu beispielsweise tiefen Tönen nicht lauter oder leiser werden, wenn er sich an unterschiedlichen Orten des beschallten Raumes befindet. Weiterhin hat der Lautsprecher nach der Erfindung geringe Abmessungen und dennoch eine hohe Schallabstrahlungsleistung. Es ist nicht notwendig, ihn in einem Gehäuse oder einer Box anzuordnen, er kann entweder auf einem Unterteil montiert oder von einem geeigneten Tragteil abgehängt werden.

    [0006] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung, die jedoch lediglich beispielhaft zu verstehen sind. In dieser Beschreibung werden die Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

    Fig. 1 ein Schnittbild durch einen erfindungsgemäßen Lautsprecher mit einer piezoelektrischen Antriebseinheit,

    Fig. 2 ein Schnittbild durch eine andere Ausführung der piezoelektrischen Antriebseinheit,

    Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführung einer piezoelektrischen Antriebseinheit,

    Fig. 4 ein Schnittbild ähnlich Fig.'1 durch einen Lautsprecher nach der Erfindung mit einer magnetostriktiven Antriebseinheit,

    Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführung einer magnetostriktiven Antriebseinheit,

    Fig. 6 ein Schaubild für den Frequenzverlauf des Schalldrucks und

    Fig. 7 ein Schnittbild durch einen Lautsprecher nach der Erfindung mit vier formgleichen Membranen.



    [0007] Die in den Figuren 1 und 4 gezeigten Lautsprecher haben zwei formsteife, halbkugelschalenförmige Membranen 1 und 2, die miteinander über einen elastischen Ring 3 verklebt sind, andere Befestigungsarten sind möglich. Dadurch wird eine pulsierende oder atmende Kugel geschaffen, in deren Inneren sich eine Antriebseinheit 4 befindet, die mit jeder der beiden Membranen 1, 2 fest verbunden ist. Gleiche Teile tragen dieselben Bezugsziffern.

    [0008] Die halbkugelschalen- oder kalottenförmigen Membranen 1 und 2 sind aus einem möglichst leichten und möglichst formsteifen Material gefertigt, im gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen sie aus Karton, sie können aber auch aus einem Kunststoff gefertigt sein. Der Karton ist mit einem Kunststoff überzogen, er kann auch mittels eines Harzes oder eines Lackes imprägniert sein. Als Kunststoff kann beispielsweise ein Material eingesetzt werden, wie es für Tischtennisbälle verwendet wird.

    [0009] Der Ring 3 ist aus einem Kautschuk gefertigt, er kann auch aus einem anderen Elastomer hergestellt sein. Bedingung ist, daß er ausreichend weich ist, um eine möglichst freie Bewegung der Membranen 1 und 2 zuzulassen. Für den Fall, daß der Ring 3 aus einem luftundurchlässigen Material gefertigt ist, ist mindestens eine (nicht dargestellte) Luftdurchlaßöffnung für den atmosphärischen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des geschlossenen Körpers in Gestalt einer Kugel und dem Außenraum vorgesehen. Für diesen Druckausgleich kann man aber auch einen Ring 3 aus einer elastromeren Schaummasse oder einem luftdurchlässigen, elastischen Kunststoff verwenden. Entscheidend ist nur, daß keine Schallwellen aus dem Innenraum in den Außenraum dringen, dies könnte zu Nebenwellen und akustischen Kurzschlüssen führen. Ein entscheidender Vorteil der Erfindung liegt nämlich darin, daß der erfindungsgemäße Lautsprecher keinerlei äußerer Maßnahmen, wie beispielsweise einer Schallwand, bedarf, um akustische Kurzschlüsse zu vermeiden.

    [0010] Die Antriebseinheit 4 hat eine längliche Form, sie kann Schwingungen entlang ihrer Längenabmessung und in Abhänigkeit von einem angelegten elektrischen Signal, das in Schallwellen umgesetzt werden soll, ausführen. Die Antriebseinheit 4 ist so im Inneren der pulsierenden Kugel angeordnet, daß die von ihr ausgehenden Kräfte aufgrund der Längenänderung auf die beiden Membranen 1 und 2 in rechtwinklig zur Verbindungsebene dieser beiden Membranen 1, 2 verlaufenden Richtungen übertragen werden. Die Antriebseinheit 4 kann so lang sein wie der Innendurchmesser der von den Membranen 1, 2 gebildeten Kugel und mit ihren Endbereichen unmittelbar an den Membranen 1, 2 in deren Scheitelbereich befestigt sein. Bei einer derartigen Anordnung sind jedoch dann, wenn die Membranen 1, 2 nicht aus einem ausreichend formsteifen Material gefertigt sind, aufgrund der Längenschwingungen der Antriebseinheit 4 Deformationen dieser Membranenl, 2 insbesondere im Bereich ihres Scheitelpunktes nicht zu vermeiden. Deformationen der Membranen 1, 2 führen zu Eigenschwingungen oder erzwungenen Schwingungen. Sie bilden sich vorzugsweise im Scheitelbereich aus. Der Lautsprecher ist in diesem Fall nicht mehr isotrop und strahlt Nebenwellen ab. Aus diesem Grunde wird, obwohl die absolute Längenänderung dadurch kleiner wird, eine kürzere Antriebseinheit 4 vorgezogen, wie in den Figuren 1 und 4 gezeigt ist. Diese ist mit den beiden Membranen 1 und 2 über formsteife Übertragungsteile 5 und 6 verbunden, die im rechten Winkel in die Membranen 1, 2 übergehen und mit diesen verklebt oder dergleichen sind. Die Verbindungsbereiche sind ausreichend weit von der Scheitelregion und den beiden Membranen 1 und 2 entfernt. Dadurch bewegen sich die Membranen 1, 2 weitgehend ohne Formänderung als ein steifer Körper in Abhängigkeit von den Längenänderungen der Antriebseinheit 4.

    [0011] Vorzugsweise sind die Übertragungsteile 5 und 6 in einem Bereich mit den Membranen 1 und 2 an deren Innenseite verbunden, der auf einem Kegelwinkel alpha (Fig. 1) zwischen 60 und 9o Grad liegt. Wie die Membranen 1 und 2 müssen auch die Verbindungsteile 5 und 6 so leicht wie möglich sein, um eine möglichst geringe träge Masse darzustellen, sie müssen aber auch so formsteif wie möglich sein, damit sie sich nicht deformieren können und die ihnen aufgezwungenen Bewegungen ohne Formänderungen an die Membranen 1, 2 weitergeben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Ubertragungsteile 5, 6 aus einem formsteifen Kunststoff gefertigt, sie können auch aus einer leichtgewichtigen Metallegierung, insbesondere geschäumtem Aluminium oder dergleichen, z.B. Duraluminium gefertigt sein. Die Übertragungsteile 5, 6 haben, wie in den Figuren 1, 4 und 7 gezeigt ist, die Form einer Hohlkugelkappe, also einer sphärischen Kalotte. Diese Form gibt ihnen, ebenso wie den Membranen 1, 2, eine hervorragende Formsteifheit. Weiterhin ist es möglich, einen Winkel alpha in dem angegebenen Winkelbereich zu realisieren, wobei trotzdem eine möglichst lange und damit vorteilhafte Antriebseinheit 4 eingesetzt werden kann. Die absolute Amplitude der Längenänderung der Antriebseinheit 4 ist, wie oben angedeutet, abhängig von der Länge und steigt mit wachsender Länge der Antriebseinheit 4. Wie in den Figuren 1 und 4 gezeigt ist, ist jedes der beiden Übertragungsteile 5 und 6 in Form einer Kugelkappe fest im Bereich seines Scheitelpunktes mit einem Endbereich der Antriebseinheit 4 verbunden. Der kreisförmige Kappenrand ist mit der zugehörigen Membran 1 bzw. 2 verbunden, insbesondere verklebt.

    [0012] Die Antriebseinheit 4 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird durch eine schmale, prisamtische Platte 7 aus einem piezoeletrischen Material gebildet. Zwei gegenüberliegende Flächen dieser Platte 7 sind mit elektrisch leitenden Schichten als Elektroden 8 und 9 überzogen. Diese sind mie elektrischen Zuleitungen lo und 11 verbunden, die durch im Ring 3 freigelassene Öffnungen nach außen geführt sind und an die das elektrische Signal angelegt wird, das in Schallwellen umgesetzt werden soll. Damit sich die piezoelektrische Antriebseinheit 4 nicht anders als gewünscht, beispielsweise in Form von Biegeschwingungen, bei Anlegen des elektrischen Signals deformiert, kann die Antriebseinheit 4 in Form eines Rohrs 12 aus einem piezoelektrischen Material gefertigt werden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die inneren und die äußeren, zylindrischen Oberflächen sind zur Herstellung von Elektroden 8 und 9 mit einer metallisch leitenden Schicht überzogen. Die Antriebseinheit 4 aus piezoelektrischem Material kann zur Erreichung des oben genannten Ziels auch in Form eines Stabes 13 mit Kreuzquerschnitt ausgebildet sein, wie Fig. 3 zeigt.

    [0013] In Fig. 4 ist die Antriebseinheit 4 von einem Stab 14 mit Kreisquerschnitt (oder auch anderem Querschnitt, beispielsweise quadratischem Querschnitt) gebildet. Dieser Stab 14 ist aus einem magnetostriktiven Material gefertigt, um ihn ist eine Induktionsspule 15 angeordnet. Diese ist auf einen Spulenträger 16 gewickelt, der einen größeren Innendurchmesser hat, als der Außendurchmesser des Stabes 14 beträgt. Zwischen dem Spulenträger 16 und dem Stab ist eine Hülse 17 aus einem weichen Material angeordnet, diese Hülse 17 läßt Längenänderungen des Stabes 14 ohne Beeinträchtigung durch die Spule 15 zu. Andererseits werden die Längenschwingungen auch nicht auf die Spule 15 übertragen. Anstelle zwischen der Spule 15 und dem Stab 14 eine Hülse 17 vorzusehen, kann die Spule 15 auch über geeignete Haltevorrichtungen, beispielsweise einer scheibenförmigen Innenwand auf den Verbindungsebene der beiden Membranen 1 und 2 gehalten werden.

    [0014] Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird das in Schallwellen umzuwandelnde elektrische Signal der Spule 15 über einen Transformator 18 zugeführt, dessen Sekundärwicklung mit den Anschlüssen der Spule 15 über zwei elektrische Zuleitungen 19 und 2o verbunden sind, diese Zuleitungen 19 und 2o sind wiederum durch geeignete Öffnungen im Ring 3 hindurchgeführt. Eine Gleichspannungsquelle 21 ist zur Polarisierung des Stabes 14 vorgesehen. Anstelle einer derartigen Polarisierungsspannung kann der Stab 14 auch hohl, also als Rohr ausgebildet sein, wie in Fig. 5 gezeigt ist. In dieser Ausführung ist zur Polarisation ein Permanentmagnet 22 im Inneren des hoheln Stabes 14 angeordnet.

    [0015] Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen führt die Antriebseinheit 4, wenn an sie über die Zuleitungen lo, 11 bzw. 19, 2o ein elektrisches, in Schallwellen umzuwandelndes Signal angelegt wird, Längenschwingungen aus, deren Amplitude und Frequenz der Amplitude und Frequenz des elektrischen Signals entspricht. Die aufgrund dieser Längenänderungen auftretenden Kräfte werden den beiden Membranen 1 und 2 zugeführt, diese bewegen sich hin und her und rufen dadurch Druckschwankungen in der Umgebungsluft hervor, die als Schall hörbar sind. Obwohl die Membranen 1 und 2 in Richtung der Längsachse der Antriebseinheit 4 hin- und herbewegt werden, läßt sich nachweisen, daß die Abstrahlung im Bereich dieser Richtungen, die als Pfeile F und G in Fig. 1 angedeutet ist, im wesentlichen ebensogroß ist wie in einer hierzu rechtwinkligen Richtung. Anders ausgedrückt verhält sich die Abstrahlung des Lautsprechers isotrop. Dies ist in Fig. 6 anhand eines Meßergebnisses gezeigt. Hierbei ist A die Kurve des Schalldrucks S, der in Richtung der Pfeile F und G gemessen wurde, während die Schalldurckurve B in einer hierzu rechtwinkligen Richtung aufgezeichnet wurde. Beide, über die Frequenz f aufgetragenen Kurven A und B sind mit Hilfe einer klassischen Meßanordnung gemessen worden. Dabei wurde ein Mikrophon mit einer Aufnahmefläche von einem viertel Zoll Durchmesser, also ca. 6,35 mm verwendet, das in einer Entfernung von einem Meter vom Lautsprecher in Richtung des Pfeiles F für die Kurve A und in einer hierzu rechtwinkligen Richtung für die Kurve B angeordnet war. Der getestete, erfindungsgemäße Lautsprecher hatte die folgenden technischen Merkmale: Jede der beiden formgleichen Membranen 1 und 2 hatte einen Durchmesser von 4 cm und war durch einen halben Tischtennisball gebildet. Die Antriebseinheit 4 wurde von einer rechteckförmigen, ebenen Platte aus einem piezoelektrischen Material gebildet und hatte eine Länge von etwa 2o mm. Der Ring 3 war aus einem Schaumstoff aus Weichkunststoff gefertigt. Die beiden Übertragungsteile 5 und 6 waren aus Duraluminium und hatten einen Durchmesser von etwa 11 Millimetern. Die Kurven A und B zeigen über praktisch den gesamten Frequenzbereich eine hervorragende Übereinstimmung.

    [0016] Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist jede einzelne, halbkugelschalenförmige Membran 1 und 2 jeweils in Viertelkugelschalen (sogenannte sphärische Zweiecke) la, 1b und 2a, 2b aufgeteilt.

    [0017] In dieser Ausführung sind die vier Membranen la bis 2b untereinander einerseits, wie oben beschrieben, über den Ring 3 und andererseits zusätzlich über einen auf einer Äquatorialebene umlaufenden Ring 23 verbunden. Die Ebenen der Ringe 3, 23 stehen also im rechten Winkel zueinander. Die Ringe 3, 23 hängen vorzugsweise einstückig zusammen. Die Antriebeinheit 4 wird durch eine Scheibe 8' aus einer piezoelektrischen Keramik gebildet, deren beide Scheibenflächen mit einer metallisch leitenden, die Elektroden 8, 9 bildenden Schicht bedeckt sind. Zwei Anschlußleitungen lo, 11 sind durch eine im Ring 3 oder 23 vorgesehene Öffnung, beispielsweise im Bereich der Übergangsstelle dieser Ringe 3, 23 geführt (nicht dargestellt), um ein elektrisches Signal den Elektroden 8, 9 zuführen zu können. Vier steife Übertragungsteile 5, 6 verbinden den Scheibenrand mit den vier Membranen la bis 2b. Die Anordnung ist spiegelsymmetrisch zu den beiden Ebenen, in denen die Ringe 3 und 23 liegen. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, besteht jedes Übertragungsteil 5, 6 jeweils aus einem kurzen Stempel 24 und einer Hohlkugelkappe 25. Die Stempel 24 sind, 9o Grad versetzt, mit dem Scheibenrand der Scheibe 8' verbunden und mit ihrem anderen Ende am Scheitel der Hohlkugelkappen 25 befestigt. Der Kreisrand dieser Hohlkugelkappen 25 ist, entsprechend wie im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 4, mit den Membranen la bis 2h verbunden.

    [0018] Dieses Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 verhält sich beim Betrieb noch ähnlicher dem Idealziel einer pulsierenden Kugel als die vorigen Ausführungsbeispiele, die Schallabstrahlung ist daher noch verbessert isotrop.

    [0019] Anstelle eines elastischen Ringes 3 bzw. 23 kann auch in den Übergangsbereichen zwischen den Membranen 1 und 2 eine Labyrinthdichtung vorgesehen sein, weil die Ringe 3 bzw. 23 nicht zur Zentrierung der Membranen 1 und 2 benötigt werden. Dann ist ein scheibenförmiges Tragteil, das rechtwinklig zur Antriebseinheit 4 angeordnet ist und mit dieser im Schwingungsnullpunkt verbunden ist, vorteilhaft, um die Labyrinthdichtung auszubilden.

    [0020] Es soll noch einmal besonders betont werden, daß die Membranen 1, 2 bzw. la, 2b und lb, 2a in Gegenrichtung zueinander schwingen, und daß zu einem Zeitpunkt entweder alle Membranen 1, 2 sich nach außen oder alle Membranen sich nach innen bewegen. Es ist vorteilhaft, wenn der Mittelpunkt der aus den Membranen 1, 2 gebildeten Kugel mit den Mittelpunkten der einzelnen Membranen 1, 2 zusammenfällt. Die Befestigung, insbesondere Aufhängung oder aber Abstützen des erfindungsgemäßen Lautsprechers erfolgt vorzugsweise im Schwingungsnullpunkt, also der Mitte der Antriebseinheit, sie kann auch über die Zuleitungen 11, 12 oder direkt am Ring 3 bzw. 23 angreifen.

    [0021] Der Aufbau des erfindungsgemäßen Lautsprechers ist dadurch besonders einfach, daß keine zentrierende Sicke und auch keine zentrierende Spinne benötigt werden. Fehlabstrahlungen der Sicke (siehe DE-GM 81 o4 570.0) sind gravierender als Fehlabstrahlungen durch die Ringe 3, 23. Letztere Fehlabstrahlungen treten bei einer Labyrinthdichtung nicht auf.

    [0022] Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich zur Erläuterung der Erfindung, nicht aber einengend zu verstehen. Im Rahmen der Erfindung sind weitere Ausführungen möglich.


    Ansprüche

    1. Hochtonlautsprecher mit einer bewegbaren Membran (1, 2) und mit einer, mit dieser Membran (1, 2) verbundenen Antriebseinheit (4), die unter der Wirkung eines angelegten elektrischen, in Schallwellen umzuwandelnden Signals ihre Abmessungen entlang mindestens zweier, entgegengesetzter Richtungen (F, G) ändert,
    dadurch gekennzeichnet,

    - daß die Membran (1, 2) von zwei formsteifen und im wesentlichen halbkugelschalenförmigen Membranen (1 und 2) gebildet ist, die miteinander über einen elastischen Ring (3 bzw. 23) zu einem geschlossenen volumenveränderlichen Körper von im wesentlichen Kugelform verbunden sind,

    - daß sich die Antriebseinheit (4) innerhalb dieses Körpers befindet und fest mit jeder Membran (1, 2) verbunden ist, wobei die von der Antriebseinheit (4) ausgehenden Antriebskräfte auf rechtwinklig zur Verbindungsebene der beiden Membranen (1, 2) verlaufenden Richtungen an den Membranen (1, 2) angreifen und

    - daß eine Einrichtung für den Ausgleich des atmosphärischen Druck innerhalb und außerhalb des geschlossenen Körpers vorgesehen ist.


     
    2. Hochtonlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (4) eine längliche Form hat, Längenschwingungen entlang ihrer Längsachse ausführen kann und auf der Symmetrieachse (Rotaitonsachse) der beiden Membranen (1, 2) angeordnet ist.
     
    3. Hochtonlautsprecherjnach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (4) über formsteife Übertragungsteile (5 und 6) vorzugsweise in Form von Hohlkugelkappen mit den Membranen (1, 2) verbunden ist und daß jedes der beiden Übertragungsteile (5, 6) fest im Bereich seines Scheitelpunktes mit einem Endbereich der Antriebseinheit (4) und im Bereich seines kreisförmigen Randes mit einer der Membranen (1, 2) verbunden ist.
     
    4. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (4) von einem ebenen, rechteckförmigen Plättchen (7) aus einer piezoelektrischen Keramik gebildet ist, daß gegenüberliegende Flächen dieses Plättchens (7) jeweils mit einer metallisch leitenden, die Elektroden (lo, 11) bildenden Schicht belegt sind und daß zwei Zuleitungen (lo, 11) durch im Ring 3 oder 23) vorgesehene Öffnungen hindurchgeführt und an diese Elektroden (8, 9) angeschlossen sind, wodurch den Elektroden (8, 9) von außen ein elektrisches Signal zugeführt werden kann.
     
    5. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (4) in Form eines Rohres (12) aus einer piezoelektrischen Keramik, dabei sind die innere und die äußere Zylinderfläche dieses Rohres (12) mit einer metallisch leitenden, die Elektroden (8,9) bildenden Schicht belegt, oder in Form eines Stabes (13) mit Kreuzquerschnitt aus einer piezoelektrischen Keramik ausgebildet ist, dabei hat dieser Stab (13) gegenüberliegende Flächen, die unter Bildung von Elektroden (8, 9) mit elektrisch leitenden Schichten belegt sind und daß zwei elektrische Zuleitungen (la und 11) durch mindestens eine im Ring (3) vorgesehen Öffnung geführt und mit den Elektroden (8, 9) verbunden sind, so daß den Elektroden (8, 9) von außen eine elektrische Spannung zugeführt werden kann.
     
    6. Hochtonlautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit durch einen Stab (14) aus einem magnetostriktiven Material gebildet ist, daß um diesen Stab (14) eine Induktionsspule (15) angeordnet ist und daß zwei elektrische Zuleitungen (19 und 20) durch mindestens eine, im Ring (3) vorgesehene Öffnung geführt und mit den Enden der Induktionsspule (15) verbunden sind, der so von außen ein elektrisches Signal zugeführt werden kann.
     
    7. Hochtonlautsprecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (14) hohl ist und daß in seinem Inneren ein, eine Polarisation bewirkender Permanentmagnet (22) angeordnet ist oder daß zur Erzielung einer Polarisation die Spule (15) von einem Gleichstrom durchflossen wird.
     
    8. Hochtonlautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für den Ausgleich des atmosphärischen Drucks durch den Ring (3) gebildet wird, der aus einem luftdurchlässigen Material gefertigt ist oder daß die Einrichtung für den Ausgleich des atmosphärischen Drucks durch mindestens eine, im Ring (3 bzw. 23) vorgesehene Öffnung gebildet wird.
     
    9. Hochtonlautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Membran (1, 2) in zwei formgleiche Membranen (la, 1b; 2a, 2b) mit Viertelkugelfläche aufgeteilt ist, daß diese vier Membranen (la bis 2b) miteinander über den Ring (3) und zusätzlich über einen weiteren Ring (23) verbunden sind, wobei der zusätzliche Ring (23) in einer rechtwinklig zur Ebene des ersten Ringes (3) verlaufenden Ebene angeordnet ist, daß die Antriebseinheit (4) von einer Scheibe (8) aus piezoelektrischer Keramik gebildet ist, deren Scheibenflächen jeweils mit einer metallisch leitenden Schicht, die die Elektroden (8, 9) bildet, belegt sind, daß zwei elektrische Leiter durch mindestens eine öffnung in einem Ring (3, 23) geführt und mit den Elektroden (8, 9) verbunden sind, um diesen von außen ein elektrisches Signal zuführen zu können, und daß vier formsteife Übertragungsteile (5, 6) den Scheibenrand mit den vier Membranen (la bis 2b) verbinden, dabei ist die Anordnung klappsymmetrisch zu denjenigen Ebenen, in denen sich die Ringe (3, 23) befinden.
     
    lo. Hochtonlautsprecher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Übertragungsteil (5, 6) aus einem kurzen Stempel (24) und aus einer Hohlkugelkappe (25) gebildet ist, daß der Stempel (24) mit einem Endbereich an der Scheibe (8) und mit dem anderen Endbereich am Scheitel der Hohlkugelkappe (25) befestigt ist, und daß der Kreisrand jeder Hohlkugelkappe (25) mit jeweils einer Membran (la bis 2b) verbunden ist.
     




    Zeichnung







    Recherchenbericht